电站燃煤锅炉SCR烟气脱硝喷氨优化控制分析.pdf

电站燃煤锅炉SCR烟气脱硝喷氨优化控
制分析

摘要:污染是一个全球问题，它会导致温室效应，破坏臭氧层和形成酸雨。
我们国家对的排放做出了严格的限制。另一方面脱硝所用液氨的价格较贵，
给对电厂的经济运行带来了挑战。锅炉脱硝系统的正常运行对于整个发电厂的环
保和经济运行都有着非常重要的影响。本文通过对发电厂脱硝系统运行中存在的
问题进行总结与分析,提出了一些有效的优化调整措施,希望在满足严苛环保要求

下保持脱硝系统的经济运行。

关键词:脱硝系统；超净排放；精准喷氨

引言

为达到国家环保超净排放标准的严格要求(30万千瓦及以上公用燃煤发电机
组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保指标,即在基准氧含
量6%条件下，氮氧化物排放浓度分别不高于50毫克/立方米),华能井冈山电厂一

期两台30万千瓦燃煤机组采用选择性催化还原(SCR)工艺烟气脱硝系统,锅炉配
置2台SCR反应器,采用纯度为99.6%的液氨做为脱硝系统的反应剂。SCR反应器
布置在省煤器与空预器之间的高含尘区域。脱硝系统在机组并网运行期间保持连
续运行，运行人员既要确保脱硝系统出口浓度在标准要求之内，又要满足脱
硝系统节约经济运行的要求。所以要对机组脱硝喷氨进行优化控制，实现精准喷
氨，既满足于严苛的环保要求，又能节约液氨消耗的成本，助力我厂实现绿色节

能型电厂的建设。

一SCR脱硝系统简介

我厂一期锅炉烟气脱硝装置布置在炉外，呈露天布置，采用高粉尘布置的

SCR工艺，即将SCR反应器布置在省煤器之后、空预器和电除尘之前。脱硝系统
布置有三台稀释风机，一台运行，两台备用。氨气与空气混合后被喷入反应器中，
与反应器中的氮氧化物发生反应。烟气中所含的全部飞灰和均通过催化剂反

应器，的去除率可达到80%～85%。每台锅炉配置两台SCR反应器,采用蜂窝
式催化剂,按“2+1”模式布置三层催化剂。SCR的化学反应机理比较复杂，催化
剂选择性主要是指在有的条件下被氧化，而不是被氧化，SCR反应
是选择性反应生成，而非其他的含氮氧化物。烟气脱硝系统运行应通过精准喷

氨的控制同时达到超净排放和安全经济的目标。

二实现路径分析

1存在问题分析与调整方法

问题一：影响脱硝系统入口浓度的变化因素，如何抑制的生成，减低

其浓度，减少喷氨量。

根据的生成起源与生成途径，的生成可以分为三类。

①热力型，在高温下，离解生成氧原子，空气中的被氧原子氧化
形成。热力型的生成特点是燃烧区域温度越高，氧气浓度越大，则生成的

就越多。在实际燃烧室中，必然存在温度的分布不均匀，导致局部高温区的

存在，在这些区域内会生成较多的。

②瞬时型，瞬时型的生成与烃类基团密切相关，在富燃料和空
气不足时，烃类基团较多，因而产生的瞬时型自然也较多。这种情况多
发生在内燃机的燃烧过程中，而在锅炉运行中，为了充分燃烧而加入过剩空气，

这种情况发生较少。

③燃料型，燃煤中的含氮氧化物在燃烧过程中氧化而生成的氮氧化物。

燃料在进入炉膛后，燃料中的氮有机化合物先在高温下受热分解，形成、HCN
等中间产物，和HCN能够被含氧原子的化学组分R（OH、O、）氧化生成
NO和O。过剩空气系数（即燃烧区域含氧量）对燃料氮最终生成的有重要
影响。在富燃料条件下，处于缺乏状态，此时燃料中的氮形成大量的、

HCN等中间产物，与碳、氢等元素竞争不足的，由于其竞争力不足，而使其转
向与已生成的NO发生反应，使NO被还原成，从而减少了的形成。在贫燃

料的情况下则相反。

解决方案：通过分析影响脱硝系统入口浓度的变化因素，采取措施抑制

的生成，减低其浓度，减少喷氨量。

我厂通过三种方式的综合运用的调整来抑制的生成,降低脱硝系统入口

的浓度。

①采用低氮燃烧器，煤粉气流通过燃烧器内部的弯道所产生的离心力，使得
煤粉实现浓淡分离，从而降低了燃烧中心的氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧，
抑制了的生成，的生成量大幅度降低。一次风携带煤粉的浓淡分离，在

靠近水冷壁附近形成氧化性气氛，可以防止或减轻水冷壁的高温腐蚀和结焦。

②增加SOFA风，我厂通过在距离燃烧器上方一定位置开设了四层燃尽风喷
口，使燃料的的燃烧过程沿炉膛轴向分级分阶段进行。根据负荷和风量的需求打

开适当的层数的SOFA风，使得主燃烧区域的氧气含量降低，让燃料在贫氧状态
下燃烧，此时主燃烧区域内的α＜1，降低了燃烧区域内的燃烧速度和温度水平，

这不但延迟了燃烧过程，使燃料中的N在还原性气氛中转化成的量减少，而
且将已生成的部分还原，使得脱硝系统入口的含量大大减少，也就打打

减少了相应的喷氨量。在机组运行过程当中，打开一层到两层SOFA风后，脱硝

入口的浓度能够降低50-100ppm。

③制粉系统采用炉烟风制粉，我厂燃